Video Transcript
Dans cette vidéo, nous allons découvrir la structure d’une synapse, expliquer comment les informations sont transmises à travers la synapse et discuter de l’importance de l’acétylcholine dans la fonction synaptique. Nous allons également apprendre pourquoi la transmission à travers la synapse est unidirectionnelle. Ensuite, nous allons résoudre un problème pratique et terminer en passant en revue quelques points clés.
Les neurones sont des cellules spécialisées qui transmettent des influx nerveux dans l’organisme. Pour ce faire, ils établissent des connexions avec d’autres neurones, créant un réseau de communication interne. Ces connexions de neurone à neurone sont uniques car elles communiquent à des jonctions appelées synapses, qui se composent d’un petit espace ou une fente. Une synapse est la zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice. Les synapses sont utilisées pour transmettre des messages chimiques ou électriques d’un neurone à l’autre. Les neurones peuvent former des synapses avec d’autres neurones, des fibres musculaires ou des cellules glandulaires. Voici une synapse formée entre deux neurones. Notre capacité à penser, apprendre, mémoriser et à nous déplacer dépend fondamentalement de la force et du nombre de nos synapses.
Examinons de plus près les constituants de base d’une synapse. Il y a trois constituants de base dans une synapse. Le premier est le neurone qui précède la jonction, appelé neurone présynaptique. Le préfixe pré- dans neurone présynaptique indique que ce neurone se trouve avant la jonction synaptique. Le neurone présynaptique se termine par des terminaisons axonales, également appelées bouton synaptique. Au niveau du bouton synaptique, l'influx nerveux est converti d'un signal électrique en un signal chimique.
Après le neurone présynaptique se trouve la fente synaptique, qui est l’espace entre deux neurones. C'est cet espace que les messagers chimiques traversent pour transmettre le signal au neurone suivant. Le neurone qui suit la fente synaptique est appelé neurone postsynaptique. Les messagers chimiques se lient aux récepteurs situés sur les dendrites du neurone postsynaptique. Cela déclenche un nouvel influx nerveux sous la forme d’énergie électrique dans le neurone postsynaptique.
Maintenant que nous savons ce qu’est une synapse et où elle se trouve, nous pouvons discuter du fonctionnement de la synapse. Voici une synapse nerf–muscle, ou neuromusculaire. Pour comprendre la fonction de base d’une synapse, la synapse neuromusculaire est un exemple parfait. En effet, il s’agit de la première synapse à avoir été découverte, c’est donc l’une des synapses les mieux étudiées. Ainsi, en étudiant la synapse nerf-muscle, nous pouvons apprendre les caractéristiques de base de toutes les synapses, y compris celles du cerveau.
Lors de la transmission d’un influx nerveux, l’arrivée du potentiel d’action au niveau du bouton synaptique du neurone présynaptique provoque sa dépolarisation. La dépolarisation déclenche l’ouverture des canaux calciques voltage-dépendant, ce qui rend le bouton synaptique plus perméable aux ions calcium. Maintenant que les canaux calciques sont ouverts, le calcium peut alors diffuser dans le bouton synaptique. L’afflux d’ions calcium déclenche le mouvement des vésicules synaptiques dans le bouton synaptique.
Les vésicules synaptiques sont de petits compartiments subcellulaires qui contiennent des messagers chimiques, appelés neurotransmetteurs, destinés à être libérés dans la fente synaptique. Elles forment une réserve idéale pour contenir les neurotransmetteurs, car elles sont facilement fabriquées dans le bouton synaptique. Les vésicules synaptiques sont formées à partir de la bicouche phospholipidique de la membrane cellulaire. En général, les protéines contribuent à l’invagination d’une petite partie de la membrane cellulaire, formant ainsi la vésicule synaptique. La plupart des synapses des cellules musculaires nerveuses sont cholinergiques, ce qui désigne également le neurotransmetteur qui se trouve dans les vésicules synaptiques.
Les synapses cholinergiques utilisent l’acétylcholine comme neurotransmetteur principal entre le neurone présynaptique et la cellule musculaire postsynaptique. Si vous avez remarqué que le mot choline apparaît à la fois dans le mot cholinergique et dans le mot acétylcholine, bravo! C’est un excellent moyen de se rappeler que l’acétylcholine est le principal neurotransmetteur des synapses cholinergiques. Vous verrez généralement le mot acétylcholine abrégé Ach.
Suite à l’afflux de calcium dans le bouton synaptique, les vésicules synaptiques remplies d’acétylcholine fusionnent avec la membrane présynaptique la plus proche de la fente synaptique. Lorsque la vésicule synaptique fusionne avec la membrane présynaptique, le processus d’exocytose libère les neurotransmetteurs de l’acétylcholine dans la fente synaptique. Une fois dans la fente synaptique, l’acétylcholine peut diffuser passivement vers les récepteurs situés sur la cellule postsynaptique. La cellule postsynaptique, que ce soit le neurone ou la fibre musculaire, possède des canaux sodiques intégrés à la surface de la membrane cellulaire. Les canaux sodiques possèdent un récepteur spécifique au neurotransmetteur, en l'occurrence l'acétylcholine.
La spécificité du site récepteur signifie que seule l'acétylcholine peut se lier aux canaux sodiques et provoquer leur ouverture. Vous avez peut-être remarqué que ces récepteurs ne sont présents que sur la membrane cellulaire postsynaptique. C’est ainsi que l’influx nerveux se déplace dans une seule direction. Cette disposition permet aux synapses d’être unidirectionnelles, ce qui assure que les influx nerveux ne circulent pas dans la mauvaise direction. Ainsi, l’acétylcholine libérée dans la fente synaptique se déplace dans la direction du site de liaison du récepteur situé sur la membrane de la cellule postsynaptique.
Lorsque l'acétylcholine se lie au récepteur des canaux sodiques, elle provoque leur ouverture. La cellule postsynaptique devient alors plus perméable aux ions sodium qui diffusent librement dans la cellule postsynaptique. L’afflux de sodium provoque un potentiel d’action dans la dendrite du neurone postsynaptique, ou dans ce cas la fibre musculaire. Lorsque la cellule postsynaptique est une fibre musculaire, la transmission d’un potentiel d’action provoque la contraction de la cellule musculaire.
Une fois que le potentiel d’action a été transmis à la cellule postsynaptique, les canaux sodiques doivent se fermer, ce qui nécessite la décomposition de l’acétylcholine. L’enzyme acétylcholinestérase, qui est également intégrée dans la membrane postsynaptique, hydrolyse l’acétylcholine en choline et en acétate. La décomposition de l’acétylcholine permet aux canaux sodiques de se fermer et de revenir à leur état initial. Une fois que les produits dégradés de l'acétylcholine sont réabsorbés par le neurone présynaptique, la synapse est prête à transmettre un autre potentiel d'action.
Maintenant que nous connaissons l’emplacement, la structure et la fonction de la synapse, nous pouvons résoudre un problème pratique.
Quel est le rôle des vésicules synaptiques dans le neurone présynaptique? (A) de stocker les neurotransmetteurs (B) de stocker les enzymes (C) de s’attacher aux récepteurs de la membrane postsynaptique (D) de stimuler l’afflux d’ions sodium
Pour répondre à cette question, commençons par résumer les constituants essentiels de la synapse, notamment le neurone présynaptique. L’espace entre deux neurones communiquants est appelée la synapse. Elle est généralement constituée de trois parties: les terminaisons axonales du neurone présynaptique, la fente synaptique et la cellule postsynaptique, c’est à dire les dendrites d’un neurone postsynaptique, d’une glande ou d’une fibre musculaire. Notre capacité à penser, apprendre, mémoriser et se déplacer dépend essentiellement de la force et du nombre de nos synapses. En effet, les synapses jouent un rôle majeur dans la transmission de l’influx nerveux.
Pour transmettre l’influx nerveux d’un neurone à l’autre, le neurone présynaptique doit libérer des messagers chimiques spécialisés appelés neurotransmetteurs, qui sont représentés ici en vert. Ces neurotransmetteurs sont capables de traverser la fente synaptique et de transmettre le message de l’influx nerveux au neurone suivant. Pour que les neurotransmetteurs puissent être transmis à tout moment, ils sont stockés dans des compartiments spéciales appelés vésicules synaptiques, qui sont regroupées à l'extrémité des neurones présynaptiques.
Lorsque l’influx nerveux atteint l’extrémité du neurone présynaptique, il stimule un afflux d’ions calcium dans le neurone présynaptique. L’afflux d’ions calcium provoque la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane du neurone présynaptique et la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Les neurotransmetteurs se déplaceront de manière unidirectionnelle vers les récepteurs de la membrane postsynaptique, ce qui ouvrira les canaux sodiques et génèrera le prochain influx nerveux.
À l’aide de ces informations clés, examinons les choix de réponse possibles. Le rôle des vésicules synaptiques dans le neurone présynaptique est de stocker les neurotransmetteurs.
Terminons en passant en revue certains des points clés que nous avons appris dans cette vidéo. Les neurones forment des synapses avec d’autres neurones, des fibres musculaires ou des cellules glandulaires. Les synapses sont constituées du neurone présynaptique, de la fente synaptique et de la cellule postsynaptique. Les synapses cholinergiques utilisent l’acétylcholine comme neurotransmetteur. Les neurotransmetteurs qui se lient aux récepteurs de la cellule postsynaptique initient un nouvel influx nerveux. L’acétylcholinestérase décompose l’acétylcholine afin d’être recyclée par le bouton synaptique.
